10.1. Air Masses
*기단은 일반적으로 균일한 온도와 습도를 가진 큰 공기 덩어리입니다. 기단이 발생하는 지역은 발원지(source region)라고 불립니다.
기단의 발원지는 넓은 눈 덮인 극지방에서부터 사막, 열대 해양에 이르기까지 다양합니다. 상대적으로 빈번하게 기단이 정체되어 기단 생성의 특징을 띠게 할 수 있는 기회를 방해하는 날씨 흐름 때문에 미국은 기단 발원지로 유리한 지역은 아닙니다. 기단이 기단 발원지 위에 오래 머물수록, 기단은 아래 설명될 표면 특성을 더 많이 얻을 수 있을 것입니다.
10.1.1. Air Mass Classification
기단은 기단 발원지의 온도와 습도의 특성에 따라 분류됩니다.
10.1.1.1. Temperature Properties :
- Arctic (A, 극) - 겨울에 주로 북극에서 얼음과 눈이 쌓인 지표면 위로 발달하는 극도로 차가운 기단.
- Polar (P, 한대) - 고위도에서 발달하는 상대적으로 차가운 기단.
- Tropical (T, 열대) - 저위도에서 발달하는 따뜻한 기단.
10.1.1.2. Moisture Properties :
- Continental (c, 대륙성) - 육지에서 발달하는 건조한 기단.
- Maritime (m, 해양성) - 호수, 강, 바다 등 물에서 발달하는 습윤한 기단.
10.1.1.3. Five Air Masses
- Continental Arctic (cA) - 차갑고 건조.
- Continental Polar (cP) - 차갑고 건조.
- Continental Tropical (cT) - 뜨겁고 건조.
- Maritime Polar (mP) - 시원하고 습윤.
- Maritime Tropical (mT) - 따뜻하고 습윤.
- Note : Maritime Arctic (mA)는 거의 생성되지 않기 때문에 언급하지 않았습니다.
10.1.2. Air Mass Modification
기단들이 지구 주위를 움직이면서, 기단들은 다른 특성들을 얻기 시작할 수 있습니다. 예를 들어, 겨울에 북극 기단(매우 차갑고 건조한 공기)은 바다 위를 이동하면서, 이때 따뜻한 바다로부터 약간의 따뜻함과 수분을 흡수하여 mP (maritime polar) 기단(상당히 차갑지만 수분을 포함하고 있는 기단)이 될 수 있습니다. 만약 같은 극지방 기단(polar air mass)이 캐나다로부터 미국 남부로 이동한다면, 극지방 기단은 지면의 온기를 흡수할 것입니다. 그러나 수분 부족으로 인해 매우 건조한 상태를 유지할 것입니다. 이러한 기단을 cP(continental polar air mass)라고 부릅니다.
걸프만 연안 국가들과 동부의 1/3은 여름에 열대 기단(tropical air mass)을 경험합니다. cT(continental tropical) 공기는 멕시코 고원에서 북쪽으로 솟구치는 건조한 공기입니다. 중서부에 걸쳐 cT 공기가 정체되면 가뭄이 발생할 수도 있습니다. mT(maritime tropical) 공기는 차가운 물 위를 타고 북쪽으로 이동한 열대지방의 공기입니다.
차가운 표면 위를 움직이는 따뜻하고 습한 기단은 *층운형 구름(stratiform clouds), (안개(fog), 그리고 이슬비(drizzle)와 관련된 안정적인 공기를 발생시킵니다.
10.1.2.1. Lake Effect
호수 효과는 어떤 호수가 해안가 근처와 바람을 타고 어느 정도 떨어진 곳의 날씨를 변화시키는 효과를 말합니다. 호수 효과는 특별히 오대호(Great Lake) 주변 지역과 때때로 유타(Utah)의 오대호 주변 지역에 적용됩니다. 호수 효과는 때때로 오대호의 바람이 불어오는 지역에 엄청난 양의 눈을 발생시킬 수 있습니다. 이러한 현상을 [*호수 효과의 눈, lake effect snow]라고 불립니다.
가을과 겨울에, 적운형 모양의 구름과 소나기는 종종 얼음이 없고 바람이 불어오는 큰 호수 위로 띠(band) 모양으로 발달합니다. 처음에는 차갑고 건조하고 안정적인 극지방 공기가 상대적으로 따뜻한 물 위로 이동하면서, 공기는 가열되고 습해지면서 안정성은 감소합니다. 이때 발생하는 적운형 구름은 얕고 낮게 발달합니다. 대류(convection)의 강도는 따뜻한 물과 차가운 공기 사이의 온도 차이가 증가함에 따라 증가하고, 풍속이 증가함에 따라 증가하고, 차갑고 건조한 공기 내의 상대 습도가 감소함에 따라 증가합니다.
10.2. Fronts
기단은 수일에서 수개월에 이르는 비교적 긴 기간 동안 날씨를 지배할 수 있습니다. 대부분의 날씨는 전선이라 불리는 경계에서 이러한 기단의 주변을 따라 발생합니다. 전선은 두 기단 사이의 경계(boundary) 또는 전이대(transition zone)입니다. 전선은 (따뜻하거나 차가운) 어떤 유형의 기단이 다른 기단을 대체하는지에 의해 분류됩니다.
(특히 차가운 공기 쪽) 상당한 온도 변화 또는 차이가 전선을 따라 존재할 때 전선은 일반적으로 여러 가지 방법으로 지표면에서 발견할 수 있습니다. 이때 바람은 보통 전선이 지나간 후 발생하고 증가합니다.
전선은 차가운(밀도가 높은) 기단 위로 기울어진 수직 구조를 가질 수 있기 때문에 지구의 표면에서만 존재하는 것은 아닙니다. [Figure 10-5]와 같이 한랭전선은 가파른 경사를 가지고 있고, 따뜻한 공기는 가파른 경사를 타고 위로 밀려 올라갑니다. 이때 종종 상승하는 따뜻한 공기가 불안정하다면 전선을 따라 또는 전선 바로 앞에서 좁은 범위의 소나기와 뇌우로 이어지기도 합니다. [Figure 10-6]처럼 온난전선은 전형적으로 완만한 경사를 가지고 있습니다. 그래서 전선의 전면(앞쪽) 표면을 따라 상승하는 따뜻한 공기는 점진적으로 상승하게 됩니다. 이것은 광범위한 구름의 층을 이루거나 또는 층운형 구름의 발달을 야기하면서 따뜻한 공기의 상승이 안정적이라면 전선 앞쪽이나 전선을 따라 비를 내리게 합니다. [Figure 10-7]을 참고해 정체전선의 경사면은 다양할 수 있지만, 구름과 강수는 계속해서 전선을 따라 상승하는 따뜻한 공기에서 형성될 것입니다.
한랭전선은 보통 온난전선보다 더 빨리 움직입니다. 그렇기 때문에 한랭전선은 결국 온난전선을 따라잡게 됩니다. 이때 두 전선이 합쳐지면서 폐색전선이 형성됩니다. 보통 한랭전선이 온난전선을 따라잡게 되어 한랭전선 후방의 찬 공기가 온난전선 전방의 찬 공기보다 더 차가워서 그 밑으로 파고들 때 생깁니다. 구름과 강수는 폐색전선의 표면적 위치의 앞, 뒤, 또는 전선을 들어 올리는 지역에서 발생하게 됩니다.
- 기단(air mass) : 일기 현상의 원인을 간략하게 설명할 때 사용되는 개념으로, 기온, 습도 등의 대기 상태가 거의 같은 성질을 가진 거대한 공기덩어리
- 층운형 구름(stratiform clouds) : 상승기류가 약할 때 잘 생기고 넓은 지역에 발달하며 길게 옆으로 퍼진 구름을 말합니다. 여기에는 권층운, 고층운, 층적운, 층운, 난층운 등이 속합니다.
- 호수 효과의 눈(lake effect snow) : 호수 효과의 눈은 차가운 기단이 기다란 호수의 물을 가로질러 이동할 때 생기는 차가운 대기 조건에서 생성됩니다. 호수의 물에 의해 가열된 낮은 공기 층은 호수로부터 수증기를 끌어 모으고 호수 상공의 차가운 공기를 통해 상승하게 됩니다. 그러면서 수증기는 얼고 바람이 부는 호숫가에 얼게 된 수증기가 내리게 됩니다.
- 전선(front) : 간단히 한 문장으로 말하자면 발생지가 서로 다른 두 기단의 경계인 전선면과 지표면이 마주치는 선을 말합니다.
- 한랭전선(cold front) : 무거운 찬 공기가 가벼운 더운 공기 아래를 파고들 때 생기는 경계면이 지표와 만나는 부분. 한랭전선을 가로지르면서 기온, 노점온도, 풍향 등이 급격하게 변합니다. 이러한 특징 때문에 한랭전선의 통과는 온난전선 통과에 비해 더 급격한 날씨 변화를 가져옵니다. 한랭전선이 통과하는 지점에서는 급격한 기온 하강과 바람의 변화가 나타납니다. 그리고, 강한 대류 구름에 의한 강수가 흔히 나타나나 강수 기간은 온난전선 통과 지역에 비해 상대적으로 짧은 편입니다.
- 온난전선(warm front) : 전선 중에서 따뜻한 기단이 찬 기단 쪽으로 이동하는 전선. 가볍고 따뜻한 기단이 무겁고 찬 공기 위를 타고 올라갈 때 생기는 경계면을 온난전선면이라 합니다. 또한 이때 지표와 만나는 부분을 온난전선이라 합니다. 따뜻한 기단이 위쪽의 찬 기단을 밀면 온난전선 후면의 밀도가 작은 따뜻한 공기가 위로 상승하여 찬 공기를 타고 올라가게 됩니다. 이때 공기가 상승함에 따라 온도가 낮아지고 수증기 응결이 이루어져서 넓은 지역에 걸쳐 구름이 만들어지고 강수 현상이 발달합니다.
- 정체전선(stationary front) : 거의 이동하지 않고 일정한 자리에 머물러 있거나 움직여도 매우 느리게 움직이는 전선. 양쪽 기단의 세력이 서로 평형을 이룰 때 생기며, 전선이 동서로 길게 생깁니다. 어떤 때는 한랭전선의 성질을 나타내고 어떤 때는 온난전선의 성질을 띠게 됩니다. 정체전선은 약한 저기압이 여러 개 연결되어 있는 경우가 많으며, 여름철 발생하는 장마전선이 정체전선의 일종입니다.
- 폐색전선(occluded front) : 저기압의 진행과정에서 한랭전선은 온난전선보다 이동속도가 빠르기 때문에 시간이 경과하면 온난전선을 추월하게 되는데 이 과정을 폐색(occluded)이라 합니다. 추월된 지역의 지표에서는 온난전선이나 한랭전선 중 한 가지의 특성만 나타나고 한랭전선의 특성을 나타내는 경우는 한랭형, 온난전선의 특성을 나타내는 경우는 온난형으로 구분됩니다. 폐색전선의 북쪽 끝에 있는 저기압 주위에서는 강한 바람이 붑니다.
※ U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, FAA Advisory Circular (AC) 00-6B, AVIATION WEATHER, page 10-1~6 해석
'자습 [ Aviation Weather, FAA AC 00-6B ] > CH 10. 기단, 전선, 그리고 파상저기압 모델' 카테고리의 다른 글
| 10.3.~10.4. The Wave Cyclone Model / Dryline (0) | 2022.01.30 |
|---|